JP2015159950A - Respiration and/or pulse measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、血液の流れを利用して呼吸数及び／又は脈拍数を計測する呼吸及び／又は脈拍計測装置に関する。 The present invention relates to a respiration and / or pulse measurement device that measures a respiration rate and / or a pulse rate using a blood flow.
呼吸数及び／又は脈拍数を測定するための呼吸及び／脈拍測定装置として、耳たぶや指先などに測定プローブ（圧力センサを利用する）を装着して測定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この呼吸及び／又は脈拍測定装置は、測定プローブからの検知信号を処理して呼吸信号を生成する第１信号処理手段（所謂、呼吸信号生成手段）と、この検知信号を処理して脈拍信号を生成する第２信号処理手段（所謂、脈拍信号生成手段）とを備えている。第１信号処理手段は第１バンドパスフィルタから構成され、この第１バンドパスフィルタは、例えば０．５Ｈｚ以上の周波数を遮断する第１高周波遮断フィルタと、例えば０．１５Ｈｚ以下の低周波を遮断する第１低周波遮断フィルタとを含み、第１高周波遮断フィルタ及び第１低周波遮断フィルタを通過する周波数成分（０．１５〜０．５Ｈｚ）を呼吸性信号として出力し、かかる呼吸性信号に基づいて呼吸数が演算される。また、第２信号処理手段は第２バンドパスフィルタから構成され、この第２バンドパスフィルタは、例えば５．５Ｈｚ以上の周波数を遮断する第２高周波遮断フィルタと、例えば１．０Ｈｚ以下の低周波を遮断する第２低周波遮断フィルタとを含み、第２高周波遮断フィルタ及び第２低周波遮断フィルタを通過する周波数成分（１．０〜５．５Ｈｚ）を脈拍性信号として出力し、かかる脈拍性信号に基づいて脈拍数が演算される。 As a respiration and / or pulse measurement device for measuring respiration rate and / or pulse rate, a device that measures by attaching a measurement probe (using a pressure sensor) to an earlobe or fingertip has been proposed (for example, a patent) Reference 1). This respiration and / or pulse measuring device processes first detection signal (so-called respiration signal generation means) that processes a detection signal from a measurement probe to generate a respiration signal, and processes this detection signal to generate a pulse signal. Second signal processing means for generating (so-called pulse signal generating means) is provided. The first signal processing means is composed of a first band-pass filter, and the first band-pass filter blocks a first high-frequency cutoff filter that cuts off a frequency of, for example, 0.5 Hz or higher and a low frequency of, for example, 0.15 Hz or lower. A frequency component (0.15 to 0.5 Hz) passing through the first high-frequency cutoff filter and the first low-frequency cutoff filter is output as a respiratory signal, and the respiratory signal is converted to the respiratory signal. Based on this, the respiration rate is calculated. The second signal processing means is composed of a second band pass filter. The second band pass filter includes a second high frequency cutoff filter that cuts off a frequency of, for example, 5.5 Hz or more, and a low frequency of, for example, 1.0 Hz or less. A frequency component (1.0 to 5.5 Hz) passing through the second high-frequency cutoff filter and the second low-frequency cutoff filter is output as a pulsatile signal. Based on the signal, the pulse rate is calculated.
一般的に耳たぶや指先は毛細血管が多く、このような部位に測定プローブを装着する場合、装着した測定プローブによって血液の流れ（具体的には、血液の流れによる圧力変化など）を感度良く検知し、この検知信号を用いて呼吸数及び／又は脈拍数を精度よく測定することができる。一方、腕（例えば、手首）は、測定プローブを装着し易く、また装着した状態においても動き易いが、毛細血管などの血管が密集してなく、このような部位に測定プローブを装着しても大きな出力を得ることができない。例えば、手首で測定しようとすると、測定プローブの出力は、指先に装着して測定したときの１／１０程度となり、血液の流れを利用して呼吸数及び／又は脈拍数を精度よく測定することが難しい。 Generally, the earlobe and fingertips have many capillaries, and when a measurement probe is attached to such a site, the blood flow (specifically, changes in pressure due to blood flow, etc.) can be detected with high sensitivity using the attached measurement probe. The respiration rate and / or pulse rate can be accurately measured using this detection signal. On the other hand, the arm (for example, wrist) is easy to wear the measurement probe and is easy to move in the worn state, but blood vessels such as capillaries are not densely packed, and even if the measurement probe is attached to such a site, A large output cannot be obtained. For example, when trying to measure at the wrist, the output of the measurement probe is about 1/10 of that measured by wearing it on the fingertip, and the respiration rate and / or pulse rate is accurately measured using the blood flow. Is difficult.
本発明の目的は、例えば手首に装着しても呼吸数及び／又は脈拍数を精度よく測定することができる呼吸及び／脈拍測定装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a respiration and / or pulse measuring device capable of accurately measuring a respiration rate and / or a pulse rate even when worn on a wrist, for example.
本発明の請求項１に記載の呼吸及び／又は脈拍測定装置は、呼吸及び／又は脈拍を検知するための複数の呼吸・脈拍検知手段を備えた検知器と、前記複数の呼吸・脈拍検知手段からの検知信号を所要の通りに処理して呼吸数及び／又は脈拍数を演算するためのコントローラと、を備えた呼吸及び／又は脈拍測定装置において、
前記コントローラは、呼吸しきい値を演算するための呼吸しきい値演算手段及び／又は脈拍しきい値を演算するための脈拍しきい値演算手段と、前記複数の呼吸・脈拍検知手段の検知信号から前記呼吸しきい値に基づいて仮呼吸信号を抽出するための呼吸信号抽出手段及び／又は前記複数の呼吸・脈拍検知手段の検知信号から前記脈拍しきい値に基づいて仮脈拍信号を抽出するための脈拍信号抽出手段と、前記呼吸信号抽出手段により抽出された前記仮呼吸信号に基づいて実際の呼吸である実呼吸信号と判定するための呼吸判定手段及び／又は前記脈拍信号抽出手段により抽出された前記仮脈拍信号に基づいて実際の脈拍である実脈拍信号と判定するための脈拍判定手段と、前記実呼吸信号に基づいて呼吸数を演算するための呼吸数演算手段及び／又は前記実脈拍信号に基づいて脈拍数を演算するための脈拍数演算手段と、を備えることを特徴とする。
The respiratory and / or pulse measuring device according to
The controller includes a respiratory threshold value calculating means for calculating a respiratory threshold value and / or a pulse threshold value calculating means for calculating a pulse threshold value, and detection signals of the plurality of respiratory / pulse detecting means The temporary pulse signal is extracted based on the pulse threshold value from the respiratory signal extraction means for extracting the temporary respiratory signal based on the respiratory threshold value and / or the detection signals of the plurality of respiratory / pulse detection means. A pulse signal extracting means for detecting the actual breathing signal and / or a pulse signal extracting means for determining an actual breathing signal based on the temporary breathing signal extracted by the breathing signal extracting means. A pulse determining means for determining an actual pulse signal that is an actual pulse based on the provisional pulse signal, and a respiratory rate calculating means for calculating a respiratory rate based on the actual respiratory signal And pulse rate calculating means for calculating a pulse rate based on beauty / or the actual pulse signal, characterized in that it comprises a.
また、本発明の請求項２に記載の呼吸及び／又は脈拍測定装置では、前記呼吸判定手段は、前記呼吸信号抽出手段により抽出された前記仮呼吸信号により多数決処理が適用できるときには多数決処理して前記実呼吸信号を判定し、前記多数決処理ができないときにはピーク値処理して前記実呼吸信号を判定し、また前記脈拍判定手段は、前記脈拍信号抽出手段により抽出された前記仮脈拍信号により多数決処理が適用できるときには多数決処理して前記実脈拍信号を判定し、前記多数決処理ができないときにはピーク値処理して前記実脈拍信号を判定することを特徴とする。
In the respiration and / or pulse measurement device according to
更に、本発明の請求項３に記載の呼吸及び／又は脈拍測定装置では、前記複数の呼吸・脈拍検知手段の各々は、測定部位に向けて赤外線を発光する発光素子及び前記測定部位からの反射赤外線を受光する受光素子を含むフォトインタラプタと、前記フォトインタラプタからの受光信号の低周波成分を除去する低周波除去手段とを含み、前記前記低周波成分が除去された検知信号が前記コントローラに送給されることを特徴とする。 Furthermore, in the respiration and / or pulse measurement device according to claim 3 of the present invention, each of the plurality of respiration / pulse detection means includes a light emitting element that emits infrared rays toward the measurement site, and reflection from the measurement site. A photo interrupter including a light receiving element that receives infrared light; and a low frequency removing unit that removes a low frequency component of a light reception signal from the photo interrupter, and the detection signal from which the low frequency component has been removed is sent to the controller. It is characterized by being paid.
本発明の請求項１に記載の呼吸及び／又は脈拍測定装置によれば、検知器（複数の呼吸・脈拍検知手段を備える）からの検知信号を処理するためのコントローラは、呼吸しきい値演算手段（及び／又は脈拍しきい値演算手段）、呼吸信号抽出手段（及び／又は脈拍しきい値抽出手段）、呼吸判定手段（及び／又は脈拍判定手段）及び呼吸数演算手段（及び／又は脈拍数演算手段）を備えている。呼吸しきい値演算手段（及び／又は脈拍しきい値演算手段）は、各検知信号に基づいて呼吸しきい値（及び／又は脈拍しきい値）を演算し、呼吸信号抽出手段（及び／又は脈拍信号演算手段）は、対応する検出信号からこの呼吸しきい値（及び／又は脈拍しきい値）に基づいて仮呼吸信号（仮脈拍信号）を抽出するので、抽出された仮呼吸信号（及び／又は仮脈拍信号）は、ノイズ成分の少ない信号になるとともに、複数の呼吸・脈拍検知手段のうち呼吸（及び／又は脈拍）を仮検知したものが抽出されるようになる。そして、呼吸判定手段（及び／又は脈拍判定手段）は、仮呼吸信号（及び／又は仮脈拍信号）に基づいて実際の呼吸（及び／又は脈拍）である実呼吸信号（及び／又は実脈拍信号）を判定し、呼吸周演算手段（及び／又は脈拍演算手段）は、この実呼吸信号（及び／又は実脈拍信号）に基づいて呼吸数（及び／又は脈博数）を演算するので、血液の流れを利用して人体の呼吸数（及び／又は脈拍数）を精度よく測定することができる。尚、呼吸・脈拍検知手段は、その大きさ、消費電力などにもよるが、例えば手首に装着した状態においてその測定部位に４つ程度並ぶようにするのが望ましい。 According to the respiratory and / or pulse measuring device of the first aspect of the present invention, the controller for processing the detection signal from the detector (comprising a plurality of respiratory / pulse detecting means) has a respiratory threshold value calculation. Means (and / or pulse threshold value calculating means), respiratory signal extracting means (and / or pulse threshold value extracting means), respiratory determining means (and / or pulse determining means) and respiratory rate calculating means (and / or pulse) Number arithmetic means). The breathing threshold value calculation means (and / or pulse threshold value calculation means) calculates a breathing threshold value (and / or pulse threshold value) based on each detection signal, and the breathing signal extraction means (and / or Since the pulse signal calculation means) extracts the temporary respiratory signal (provisional pulse signal) from the corresponding detection signal based on the respiratory threshold (and / or pulse threshold), the extracted temporary respiratory signal (and (Or temporary pulse signal) is a signal with a small noise component, and a plurality of respiration / pulse detection means that have temporarily detected respiration (and / or pulse) are extracted. The respiration determining means (and / or pulse determining means) is an actual respiration signal (and / or actual pulse signal) that is actual respiration (and / or pulse) based on the temporary respiration signal (and / or temporary pulse signal). ) And the respiration circumference calculating means (and / or pulse calculating means) calculates the respiration rate (and / or pulse rate) based on the actual respiration signal (and / or actual pulse signal). It is possible to accurately measure the respiration rate (and / or pulse rate) of the human body using the flow of. It should be noted that, depending on the size, power consumption, and the like of the breathing / pulse detection means, it is desirable that about four breathing / pulse detection means are arranged at the measurement site when worn on the wrist, for example.
また、本発明の請求項２に記載の呼吸及び／又は脈拍測定装置によれば、呼吸判定手段（及び／又は脈博判定手段）は、呼吸信号抽出手段（及び／又は脈博信号抽出手段）により抽出された仮呼吸信号（及び／又は仮脈拍信号）により多数決処理が適用できるときには多数決処理するので、血液の流れ（その流れの変動）を利用するにもかかわらず簡単な処理でもって精度よく実呼吸信号（及び／又は実脈拍信号）を判定することができる。また、多数決処理ができないときには、呼吸判定手段（及び／又は脈博判定手段）はピーク値処理して実呼吸信号（及び／又は実脈拍信号）を判定するので、このようなときにおいても簡単な処理でもって実呼吸信号（及び／又は実脈拍信号）を判定することができる。 According to the respiratory and / or pulse measuring device of the second aspect of the present invention, the respiratory determining means (and / or the pulse determining means) is the respiratory signal extracting means (and / or the pulse signal extracting means). When the majority process is applicable by the temporary breathing signal (and / or the temporary pulse signal) extracted by, the majority process is performed. Therefore, even though the blood flow (variation of the flow) is used, the simple process is accurate. An actual respiratory signal (and / or an actual pulse signal) can be determined. In addition, when the majority process cannot be performed, the breath determination unit (and / or pulse determination unit) processes the peak value and determines the actual breath signal (and / or the actual pulse signal). An actual respiratory signal (and / or an actual pulse signal) can be determined by processing.
更に、本発明の請求項３に記載の呼吸及び／又は脈拍測定装置によれば、複数の呼吸・脈拍検知手段の各々は、赤外線を利用した発光素子及び受光素子を含むフォトインタラプタを用いるので、市販のフォトインタラプタを用いて血液の流れの変動を検知信号に変換して呼吸数（及び／又は脈拍推移）を測定することができる。 Furthermore, according to the respiratory and / or pulse measuring device according to claim 3 of the present invention, each of the plurality of respiratory / pulse detecting means uses a photo interrupter including a light emitting element and a light receiving element using infrared rays. A commercially available photo interrupter can be used to convert blood flow fluctuations into detection signals to measure the respiratory rate (and / or pulse transition).
以下、添付図面を参照して、本発明に従う呼吸及び／又は脈拍測定装置の一実施形態について説明する。図１及び図２において、図示の呼吸及び／又は脈拍測定装置は、測定すべき身体の腕Ｐ（具体的には、手首Ｑ）に装着される検知器２を備え、この検知器２は、複数（この形態では、４つ）の呼吸・脈拍検知手段、即ち第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを内蔵する検知器本体６と、この検知器本体６に取り付けられた取付ベルト８とを備え、この取付ベルト８を手首Ｑに巻いて装着することによって、検知器本体６が測定すべき部位（この形態では、手首Ｑの手のひら側）に位置付けられる。
Hereinafter, an embodiment of a respiration and / or pulse measurement device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 and 2, the illustrated breathing and / or pulse measuring device includes a
第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄは、図２において左右方向に実質上等間隔をおいて配設され、このように配設することによって、手首Ｑに装着した状態において、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄは、手首Ｑの幅方向に配置され、このように配置することによって、後述するように、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの少なくとも一つが、手首Ｑの血管を流れる血液の流れ（即ち、流れの変動）を検知することが可能となる。尚、この形態では、４つの呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄを検知器本体６に内蔵しているが、血液の流れを確実に検知できる場合、２つ又は３つの呼吸・脈拍検知手段を内蔵するようにしてもよく、或いは５つ以上の呼吸・脈拍検知手段を内蔵するようにしてもよい。
The first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D are arranged at substantially equal intervals in the left-right direction in FIG. The first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D are arranged in the width direction of the wrist Q. By arranging in this way, as will be described later, the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D. At least one can detect the flow of blood flowing through the blood vessel of the wrist Q (that is, fluctuation in flow). In this embodiment, four breathing / pulse detecting means 4A to 4D are built in the
図３をも参照して、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄは実質上同一の構成であり、以下第１呼吸・脈拍検知手段４Ａ（第２〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ｂ〜４Ｄ）について説明する。第１呼吸・脈拍検知手段４Ａ（第２〜第３呼吸・脈拍検知手段４Ｂ〜４Ｄ）は、発光素子１０及び受光素子１２を備えたフォトインタラプタ１４と、低周波成分を遮断する低周波遮断手段１６と、信号を増幅する増幅手段１８とを含んでいる。発光素子１０は、測定部位（手首Ｑの手のひら側）に向けて赤外線を発光し、受光素子１２は、測定部位からの反射赤外線を受光する。
Referring also to FIG. 3, the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D have substantially the same configuration, and hereinafter, the first respiration / pulse detection means 4A (second to fourth respiration / pulse detection means). 4B to 4D) will be described. The first respiration / pulse detection means 4A (second to third respiration / pulse detection means 4B to 4D) includes a
一般に、血液中のヘモグロビンは赤外線を吸収する特性を有しており、従って、発光素子１２から血管（そこを流れる血液）に向けて赤外線を照射すると、血管を流れる血流量変動（ヘモグロビン量の変動）によって反射赤外線が変化し、この変化を受光素子１２で電気的信号に変換することによって光電脈波の検知信号を得ることができる。
In general, hemoglobin in blood has a characteristic of absorbing infrared rays. Accordingly, when infrared rays are irradiated from the
フォトインタラプタ１４の受光素子１２からの検知信号（光電脈波）は低周波遮断手段１６に送給され、この低周波遮断手段１６は検知信号の低周波成分（例えば、０．０３４Ｈｚ以下の低周波成分）を遮断し、このように検知信号に含まれる低周波成分を遮断することによって、検知信号のノイズ成分を除去することができる。低周波成分が除去された検知信号は増幅手段１８に送給され、増幅手段１８はこの検知信号を増幅する。
The detection signal (photoelectric pulse wave) from the
検知器２は、更に、送信手段２０を含み、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄからの出力信号（即ち、低周波成分が除去された後に増幅された信号）は送信手段２０に送給され、この送信手段２０から通信（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ通信、赤外線通信など）を介して携帯端末装置、パソコンなどのコントローラ２２（図４参照）に送られる。尚、例えばＵＳＢケーブルなどのコードを介してコントローラ２２に送給するようにしてもよい。
The
次に、図４を参照して、呼吸及び／又は脈拍測定装置のコントローラ２２について説明する。検知器２（即ち、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄ）からの検知信号を処理するためのコントローラ２２は、例えばマイクロプロセッサなどから構成される。この形態では、検知器２からの検知信号を用いて呼吸数及び脈拍数を測定するために、次のように構成されている。
Next, the
図示のコントローラ２２は、呼吸数を測定するために、呼吸領域信号生成手段２４、呼吸しきい値演算手段２６、呼吸信号抽出手段２８、呼吸判定手段３０及び呼吸数演算手段３２を備え、この呼吸判定手段３０は、多数決処理するための多数決判定手段３４及びピーク値処理するためのピーク値判定手段３６を含んでいる。
The illustrated
呼吸領域信号生成手段２４は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号から呼吸領域信号（具体的には、０．０３４〜０．８３Ｈｚの周波数成分の信号）を切り出して生成し、呼吸しきい値演算手段２６は、後述するようにして第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号に対しての呼吸しきい値を演算する。また、呼吸信号抽出手段２８は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号における呼吸領域信号からこの呼吸しきい値を超える部分を仮呼吸信号として抽出する。
The respiratory region signal generation unit 24 cuts out a respiratory region signal (specifically, a signal having a frequency component of 0.034 to 0.83 Hz) from the detection signals of the first to fourth respiratory /
呼吸判定手段３０は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号から抽出された仮呼吸信号を所要の通りに処理して実呼吸信号を判定する。第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの仮呼吸信号により多数決処理（この形態では、複数の仮呼吸信号が存在する場合、周波数の同じものが多い仮呼吸信号を採用する処理方法）が適用できる場合、多数決判定手段３４は、複数の仮呼吸信号を多数決処理して実呼吸信号を判定する。また、この多数決処理が適用できない場合、ピーク値判定手段３６は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの仮呼吸信号をピーク値処理（この形態では、複数の仮呼吸信号が存在する場合、各仮呼吸信号についてピーク値（即ち、ピーク振幅値）と呼吸しきい値との比を演算して最も大きい仮呼吸信号を採用する処理方法）して実呼吸信号を判定する。尚、ピーク値処理においては、呼吸しきい値との比を演算するのではなく、単にピーク値の最も大きいものを実呼吸信号と判定するようにしてもよい。更に、呼吸数演算手段３２は、呼吸判定手段３０（多数決判定手段３４及びピーク値判定手段３６）により判定された実呼吸信号に基づいて呼吸数を演算する。
The
この形態では、このコントローラ２２は、更に、脈拍数を測定するために、脈拍領域信号生成手段３８、脈拍しきい値演算手段４０、脈拍信号抽出手段４２、脈拍判定手段４４及び脈拍数演算手段４６を備え、この脈拍判定手段４４は、多数決処理するための多数決判定手段４８及びピーク値処理するためのピーク値判定手段５０を含んでいる。
In this embodiment, the
脈拍領域信号生成手段３８は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号から脈拍領域信号（この形態では、０．８３〜２．３３Ｈｚの周波数成分の信号）を切り出して生成し、脈拍しきい値演算手段４０は、後述するようにして第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号に対しての脈拍しきい値を演算する。また、脈拍信号抽出手段４２は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号における脈拍領域信号からこの脈拍しきい値を超える部分を仮脈拍信号として抽出する。
The pulse region
脈拍判定手段４４は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号から抽出された仮脈拍信号を所要の通りに処理して実脈拍信号を判定する。第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの仮脈拍信号により多数決処理が適用できる場合、多数決判定手段４８は、複数の仮脈拍信号について上述の多数決処理を行って実呼吸信号を判定する。また、この多数決処理が適用できない場合、ピーク値判定手段５０は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの仮脈拍信号について上述のピーク値処理を行って実脈拍信号を判定する。尚、ピーク値処理においては、脈拍しきい値との比を演算するのではなく、単にピーク値の最も大きいものを実脈拍信号と判定するようにしてもよい。更に、脈拍数演算手段４６は、脈拍判定手段４４（多数決判定手段４８及びピーク値判定手段５０）により判定された実脈拍信号に基づいて脈拍数を演算する。
The pulse determination means 44 processes the temporary pulse signal extracted from the detection signals of the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D as required to determine the actual pulse signal. When majority processing can be applied by the temporary pulse signals of the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D, the majority determination means 48 performs the above-described majority processing for a plurality of temporary pulse signals to determine the actual respiratory signal. . When this majority process is not applicable, the peak
このコントローラ２２は、更に、メモリ手段５２、信号出力手段５４及び受信手段５６を含んでいる。メモリ手段５２は、各種データを記憶するものであり、検知器２（第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄ）からの検知信号、呼吸しきい値、仮呼吸信号、実呼吸信号、呼吸数、脈拍しきい値、仮脈拍信号、実脈拍信号、脈拍数などが記憶される。また、信号出力手段５４は、コントローラ２２でもって上述したようにして演算された呼吸数及び脈拍数のデータ信号を出力するものであり、この信号出力手段５４からのデータ信号は、表示装置５８（例えば、液晶表示装置などから構成される）に送給されて表示される。更に、受信手段５６は、信号を受信するためのものであり、検知器２の送信手段２０（図３参照）から送信された出力信号がこの受信手段５６を通して受信され、受信された出力信号（検知信号）がコントローラ２２のメモリ手段５２に記憶される。
The
次に、主として図２及び図３とともに図５〜図８を参照して、上述した呼吸及び／又は脈拍計測装置による呼吸及び脈拍の計測の流れについて説明する。図５において、呼吸及び脈拍の測定を行うには、まず、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄからの検知信号を送信手段２０（図３参照）及び受信手段５６（図４参照）を介してコントローラ２２のメモリ手段５２に取り込む。この場合、測定時間として例えば３０〜６０秒程度に設定し、この測定時間の間にわたって手首Ｑの測定部位の血流の流れを赤外線により検知し（ステップＳ１）、かかる検知信号をメモリ手段５２に取り込む（ステップＳ２）。
Next, mainly with reference to FIG. 5 and FIG. 8 together with FIG. 2 and FIG. 3, the flow of measurement of respiration and pulse by the respiration and / or pulse measurement device described above will be described. In FIG. 5, in order to measure respiration and pulse, first, detection signals from the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D are transmitted as transmission means 20 (see FIG. 3) and reception means 56 (see FIG. 4). ) Through the memory means 52 of the
このように検知信号を取り込むと、この検知信号を用いてしきい値の演算が行われ（ステップＳ３）、このしきい値の演算は、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの各々について同様に行われ、第１呼吸・脈拍検知手段４Ａ（第２〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ｂ〜４Ｄ）の検知信号を用いて第１呼吸しきい値（第２〜第４呼吸しきい値）及び第１脈拍しきい値（第２〜第４脈拍しきい値）の演算が行われる。 When the detection signal is captured in this way, a threshold value is calculated using this detection signal (step S3). The threshold value is calculated by the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D. The same is performed for each, and the first respiration threshold (second to fourth respiration) is performed using the detection signal of the first respiration / pulse detection means 4A (second to fourth respiration / pulse detection means 4B to 4D). The threshold value) and the first pulse threshold value (second to fourth pulse threshold values) are calculated.
このしきい値の演算について図６を参照して説明すると、第１呼吸しきい値（第２〜第４呼吸しきい値）については、呼吸領域信号生成手段２４が測定時間毎の第１呼吸・脈拍検知手段４Ａ（第２〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ｂ〜４Ｄ）の検知信号を周波数分析して第１呼吸領域信号（０．０３５〜０．８３Ｈｚの領域の信号であって、呼吸信号はこの呼吸領域の周波数範囲に現れる）（第２〜第４呼吸流域信号）を生成し（ステップＳ３−１）、呼吸しきい値演算手段２６は、この測定時間の間にわたっての第１呼吸領域信号（第２〜第４呼吸領域信号）を平均化し（即ち、この信号のスペクトル振幅を平均化する）、この第１呼吸領域信号（第２〜第４呼吸領域信号）の平均値α１に係数Ｃ１を積算して第１呼吸しきい値Ｐ１（Ｐ１＝α１×Ｃ１）（第２〜第４呼吸しきい値）を演算し（Ｓ３−２）、演算された第１呼吸しきい値（第２〜第４呼吸しきい値）がメモリ手段５２に記憶され、第１呼吸領域信号（第２〜第４呼吸領域信号）の呼吸しきい値として設定される。尚、係数Ｃ１として例えば２〜３の値（Ｃ１＝２〜３）が用いられる。
The calculation of this threshold value will be described with reference to FIG. 6. With respect to the first respiratory threshold value (second to fourth respiratory threshold value), the respiratory region signal generation means 24 performs the first respiratory rate for each measurement time. The frequency of the detection signal of the
また、第１脈拍しきい値（第２〜第４脈拍しきい値）については、脈拍領域信号生成手段３８が測定時間毎の第１呼吸・脈拍検知手段４Ａ（第２〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ｂ〜４Ｄ）の検知信号を周波数分析して第１脈拍領域信号（０．８３〜０２．３３Ｈｚの領域の信号であって、脈拍信号はこの脈拍領域の周波数範囲に現れる）（第２〜第４脈拍領域信号）を生成し（ステップＳ３−４）、脈拍しきい値演算手段４０は、この測定時間の間にわたっての第１脈拍領域信号（第２〜第４脈拍領域信号）を平均化し（即ち、この信号のスペクトル振幅を平均化する）、この第１脈拍領域信号（第２〜第４脈拍領域信号）の平均値α２に係数Ｃ２を積算して第１脈拍しきい値Ｐ２（Ｐ２＝α２×Ｃ２）（第２〜第４脈拍しきい値）を演算し（ステップＳ３−５）、演算された第１脈拍しきい値（第２〜第４脈拍しきい値）がメモリ手段５２に記憶され、第１脈拍領域信号（第２〜第４脈拍領域信号）の脈拍しきい値として設定される（ステップＳ３−６）。尚、この係数Ｃ２についても、上述したと同様に、例えば２〜３の値（Ｃ１＝２〜３）が用いられる。 For the first pulse threshold value (second to fourth pulse threshold value), the pulse region signal generating means 38 uses the first respiration / pulse detection means 4A (second to fourth respiration / pulse) for each measurement time. The detection signals of the detection means 4B to 4D) are frequency-analyzed and the first pulse region signal (the signal in the region of 0.83 to 2.33 Hz, and the pulse signal appears in the frequency range of this pulse region) (second To the fourth pulse region signal) (step S3-4), and the pulse threshold value calculating means 40 averages the first pulse region signal (second to fourth pulse region signal) over the measurement time. (Ie, averaging the spectral amplitude of this signal), and adding the coefficient C2 to the average value α2 of the first pulse region signal (second to fourth pulse region signals), the first pulse threshold value P2 ( P2 = α2 × C2) (second to fourth pulse threshold values) S3-5), the calculated first pulse threshold value (second to fourth pulse threshold value) is stored in the memory means 52, and the first pulse region signal (second to fourth pulse region signal) is stored. (Step S3-6). For the coefficient C2, as described above, for example, a value of 2 to 3 (C1 = 2 to 3) is used.
このようにして第１〜第４呼吸しきい値が設定されると、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号各々について、１〜第４仮呼吸信号の抽出が行われ（ステップＳ４）、また第１〜第４脈拍しきい値が設定されると、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号の各々について、第１〜第４仮脈拍信号の抽出が行われる（ステップＳ５）。 When the first to fourth respiration threshold values are set in this way, the first to fourth temporary respiration signals are extracted for the detection signals of the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D. (Step S4) When the first to fourth pulse threshold values are set, the first to fourth temporary pulse signals are detected for each of the detection signals of the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D. Extraction is performed (step S5).
第１〜第４仮呼吸信号の抽出に関し、呼吸信号抽出手段２８は、測定時間毎の第１呼吸・脈拍検知手段４Ａ（第２〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ｂ〜４Ｄ）の第１呼吸領域信号（０．０３４〜０．８３Ｈｚの領域の信号）（第２〜第４呼吸領域信号）を生成し、呼吸信号抽出手段２８は、この第１呼吸領域信号（第２〜第４呼吸領域信号）において第１呼吸しきい値（第２〜第４呼吸しきい値）を超えていると呼吸が行われているとして、第１呼吸しきい値（第２〜第４呼吸しきい値）を超えている信号部位を仮呼吸信号として抽出する。
Regarding the extraction of the first to fourth temporary breathing signals, the breathing signal extracting means 28 performs the first breathing of the first breathing /
また、第１〜第４仮脈拍信号の抽出に関し、脈拍信号抽出手段４２は、測定時間毎の第１呼吸・脈拍検知手段４Ａ（第２〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ｂ〜４Ｄ）の第１脈拍領域信号（０．８３〜０２．３３Ｈｚの領域の信号）（第２〜第４脈拍領域信号）を生成し、脈拍信号抽出手段４２は、この第１脈拍領域信号（第２〜第４脈拍領域信号）において第１脈拍しきい値（第２〜第４呼吸しきい値）を超えていると脈を打っているとして、第１脈拍しきい値（第２〜第４脈拍しきい値）を超えている信号部位を仮脈拍信号として抽出する。 Further, regarding the extraction of the first to fourth temporary pulse signals, the pulse signal extraction means 42 is the first of the first respiration / pulse detection means 4A (second to fourth respiration / pulse detection means 4B to 4D) for each measurement time. One pulse region signal (signal in the region of 0.83 to 2.33 Hz) (second to fourth pulse region signal) is generated, and the pulse signal extraction means 42 generates the first pulse region signal (second to fourth signal). If the first pulse threshold (second to fourth respiratory threshold) is exceeded in the pulse region signal), the first pulse threshold (second to fourth pulse threshold) ) Is extracted as a temporary pulse signal.
このようにして第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号から第１〜第４仮呼吸信号の抽出が行われると、これら第１〜第４仮呼吸信号に呼吸判定処理が行われて実呼吸信号が判定され（ステップＳ６）、またこれらの検知信号から第１〜第４仮脈拍信号の抽出が行われると、これら第１〜第４仮脈拍信号に脈拍判定処理が行われて実脈拍信号が判定される（ステップＳ７）。 When the first to fourth temporary respiratory signals are extracted from the detection signals of the first to fourth respiratory / pulse detecting means 4A to 4D in this way, the breath determining process is performed on the first to fourth temporary respiratory signals. When the actual respiratory signal is determined (step S6) and the first to fourth temporary pulse signals are extracted from these detection signals, the pulse determination process is performed on the first to fourth temporary pulse signals. Then, the actual pulse signal is determined (step S7).
第１〜第４実呼吸信号の判定は、多数決処理が適用できる場合（例えば、仮呼吸信号の割合が４：０、３：１又は２：１である場合）には、多数決処理により実呼吸信号の判定が行われ、この多数決処理ができない場合（例えば、仮呼吸信号の割合が２：２又は１：１である場合）には、ピーク値処理により実呼吸信号の判定が行われる。 For the determination of the first to fourth actual breathing signals, when the majority process is applicable (for example, when the ratio of the temporary breathing signal is 4: 0, 3: 1 or 2: 1), the actual breathing is performed by the majority process. When the signal is determined and the majority process cannot be performed (for example, when the ratio of the temporary respiratory signal is 2: 2 or 1: 1), the actual respiratory signal is determined by the peak value processing.
図７を参照して更に説明すると、例えば第２及び第３呼吸・脈拍検知手段４Ｂ，４Ｃの検知信号にて、例えば０．４Ｈｚ付近の周波数に第２及び第３仮呼吸信号が含まれ、例えば第４呼吸・脈拍検知手段４Ｄの検知信号にて、例えば０．６５Ｈｚ付近に第４仮呼吸信号が含まれているとすると、仮呼吸信号は０．４Ｈｚ付近の二つと、０．６５Ｈｚ付近の一つとなり、多数決処理が適用される。この場合、ステップＳ６−１からステップＳ６−２に進み、多数決判定手段３４により多数決処理が行われ、０．４Ｈｚの仮呼吸信号が実呼吸信号と判定され、このときに０．４Ｈｚの実呼吸信号を検知したとしてメモリ手段５２に記憶される（ステップＳ６−４）。
Further explanation with reference to FIG. 7, for example, in the detection signals of the second and third respiration / pulse detection means 4B, 4C, the second and third temporary respiration signals are included at a frequency of, for example, around 0.4 Hz, For example, in the detection signal of the fourth respiration / pulse detection means 4D, if the fourth temporary respiration signal is included in the vicinity of 0.65 Hz, for example, the temporary respiration signal has two near 0.4 Hz and near 0.65 Hz. Majority processing is applied. In this case, the process proceeds from step S6-1 to step S6-2, where the majority decision process is performed by the
また、第２呼吸・脈拍検知手段４Ｂの検知信号にて、例えば０．４Ｈｚ付近の周波数に第２仮呼吸信号が含まれ、例えば第４呼吸・脈拍検知手段４Ｄの検知信号にて、例えば０．６５Ｈｚ付近に第４仮呼吸信号が含まれているとすると、仮呼吸信号は０．４Ｈｚ付近の一つと、０．６５Ｈｚ付近の一つとなり、多数決処理が適用されず、ステップＳ６−１からステップＳ６−３に進み、ピーク値判定手段３６によりピーク値処理が行われ、例えば第２仮呼吸信号の方がピーク値（スペクトルピーク振幅）が大きいと、この第２仮呼吸信号が実呼吸信号と判定され、このとき０．４Ｈｚの実呼吸信号を検知したとしてメモリ手段５２に記憶される（ステップＳ６−４）。 Further, in the detection signal of the second respiration / pulse detection means 4B, for example, the second temporary respiration signal is included in a frequency near 0.4 Hz. For example, in the detection signal of the fourth respiration / pulse detection means 4D, for example, 0 Assuming that the fourth temporary respiration signal is included in the vicinity of .65 Hz, the temporary respiration signal is one near 0.4 Hz and one near 0.65 Hz, and the majority process is not applied. Proceeding to step S6-3, peak value processing is performed by the peak value determination means 36. For example, if the second temporary respiratory signal has a larger peak value (spectrum peak amplitude), the second temporary respiratory signal is converted into the actual respiratory signal. At this time, the actual breathing signal of 0.4 Hz is detected and stored in the memory means 52 (step S6-4).
また、第１〜第４実脈拍信号の判定は、第１〜第４実呼吸信号の上述した判定と同様に行われ、多数決処理が適用できる場合（例えば、仮脈拍信号の割合が４：０、３：１又は２：１である場合）には、多数決処理により実脈拍信号の判定が行われ、この多数決処理ができない場合（例えば、仮脈拍信号の割合が２：２又は１：１である場合）には、ピーク値処理により実脈拍信号の判定が行われる。 In addition, the determination of the first to fourth actual pulse signals is performed in the same manner as the above-described determination of the first to fourth actual respiratory signals, and the majority process can be applied (for example, the ratio of the temporary pulse signal is 4: 0). 3: 1 or 2: 1), the actual pulse signal is determined by the majority process, and when this majority process is not possible (for example, the ratio of the temporary pulse signal is 2: 2 or 1: 1). In some cases, the actual pulse signal is determined by peak value processing.
図８を参照して更に説明すると、例えば第３及び第４呼吸・脈拍検知手段４Ｃ，４Ｄの検知信号にて、例えば２．０Ｈｚ付近の周波数に第３及び第４仮脈拍信号が含まれ、例えば第２呼吸・脈拍検知手段４Ｂの検知信号にて、例えば１．２Ｈｚ付近に第２仮脈拍信号が含まれているとすると、仮脈拍信号は２．０Ｈｚ付近の二つと、１．２Ｈｚ付近の一つとなり、多数決処理が適用される。この場合、ステップＳ７−１からステップＳ７−２に進み、多数決判定手段４８により多数決処理が行われ、２．０Ｈｚの仮脈拍信号が実脈拍信号と判定され、このときに２．０Ｈｚの実脈拍信号を検知したとしてメモリ手段５２に記憶される（ステップＳ７−４）。 Further explanation with reference to FIG. 8, for example, in the detection signals of the third and fourth respiration / pulse detection means 4C, 4D, the third and fourth temporary pulse signals are included at a frequency of, for example, around 2.0 Hz, For example, in the detection signal of the second respiration / pulse detection means 4B, if the second temporary pulse signal is included in the vicinity of 1.2 Hz, for example, there are two temporary pulse signals in the vicinity of 2.0 Hz and the vicinity of 1.2 Hz. Majority processing is applied. In this case, the process proceeds from step S7-1 to step S7-2, where the majority decision processing is performed by the majority decision determining means 48, and the temporary pulse signal of 2.0 Hz is determined as the actual pulse signal. At this time, the actual pulse of 2.0 Hz is determined. The signal is detected and stored in the memory means 52 (step S7-4).
また、第３呼吸・脈拍検知手段４Ｃの検知信号にて、例えば２．０Ｈｚ付近の周波数に第３仮呼吸信号が含まれ、例えば第２呼吸・脈拍検知手段４Ｂの検知信号にて、例えば１．２Ｈｚ付近に第２仮脈拍信号が含まれているとすると、仮脈拍信号は２．０Ｈｚ付近の一つと、１．２Ｈｚ付近の一つとなり、多数決処理が適用されず、ステップＳ７−１からステップＳ７−３に進み、ピーク値判定手段５０によりピーク値処理が行われ、例えば第３仮脈拍信号の方がピーク値（スペクトルピーク振幅）が大きいと、この第３仮呼吸信号が実脈拍信号と判定され、このとき２．０Ｈｚの実脈拍信号を検知したとしてメモリ手段５２に記憶される（ステップＳ７−４）。
Further, in the detection signal of the third respiration / pulse detection means 4C, for example, the third temporary respiration signal is included in a frequency near 2.0 Hz. For example, in the detection signal of the second respiration / pulse detection means 4B, for example, 1 Assuming that the second false pulse signal is included in the vicinity of 2 Hz, the temporary pulse signal is one in the vicinity of 2.0 Hz and one in the vicinity of 1.2 Hz, and the majority process is not applied, and from step S7-1 Proceeding to step S7-3, peak value processing is performed by the peak
この呼吸信号及び脈拍信号の判定について、図９〜図１２を参照しながら説明すると、第１呼吸・脈拍検知手段４Ａ（第２〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ｂ〜４Ｄ）の検知信号の波形は、例えば、図９に示す通りとなり、測定時間における検知信号の大きさを示している。 The determination of the respiration signal and the pulse signal will be described with reference to FIGS. 9 to 12. Waveforms of detection signals of the first respiration / pulse detection means 4 </ b> A (second to fourth respiration / pulse detection means 4 </ b> B to 4 </ b> D). Is as shown in FIG. 9, for example, and indicates the magnitude of the detection signal during the measurement time.
この図９の時間ｔ１における第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号を周波数分析すると、例えば図１０に示す通りとなる。この場合、第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号の呼吸領域信号は、第１〜第４呼吸しきい値Ｐ１よりも低く、仮呼吸信号が抽出されることはなく、またそれらの脈拍領域信号は、第１〜第４脈拍しきい値Ｐ２よりも低く、仮脈拍信号が抽出されることはない。 When frequency analysis is performed on the detection signals of the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D at time t1 in FIG. 9, for example, the result is as shown in FIG. In this case, the respiratory region signals of the detection signals of the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D are lower than the first to fourth respiration threshold values P1, and no temporary respiration signal is extracted. Moreover, those pulse region signals are lower than the first to fourth pulse threshold values P2, and no temporary pulse signal is extracted.
また、この図９の時間ｔ２における第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号を周波数分析すると、例えば図１１に示す通りとなる。この場合、第１呼吸・脈拍検知手段４Ａの検知信号の呼吸領域信号は、第１呼吸しきい値Ｐ１よりも低く、仮呼吸信号が抽出されることはなく、またその脈拍領域信号は、第１脈拍しきい値Ｐ２よりも低く、仮脈拍信号も抽出されることはない。一方、第２呼吸・脈拍検知手段４Ｂの検知信号の呼吸領域信号は、例えば０．４Ｈｚにおいて第２呼吸しきい値Ｐ１よりも高く、０．４Ｈｚの第２仮呼吸信号が抽出され、またその脈拍領域信号は、例えば１．２Ｈｚにおいて第２脈拍しきい値Ｐ２よりも高く、１．２Ｈｚの第２仮脈拍信号が抽出される。また第３呼吸・脈拍検知手段４Ｃ（第４呼吸・脈拍検知手段４Ｄ）の検知信号の呼吸領域信号は、例えば０．４Ｈｚ（０．６５Ｈｚ）において第３呼吸しきい値Ｐ１（第４呼吸しきい値Ｐ１）よりも高く、０．４Ｈｚ（０．６５Ｈｚ）の第３仮呼吸信号（第４仮呼吸信号）が抽出され、またその脈拍領域信号は、例えば２．０Ｈｚにおいて第３脈拍しきい値Ｐ２（第４脈拍しきい値Ｐ２）よりも高く、１．２Ｈｚの第３仮脈拍信号（第４仮脈拍信号）が抽出される。 Further, when the detection signals of the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D at time t2 in FIG. 9 are frequency-analyzed, for example, as shown in FIG. In this case, the breathing region signal of the detection signal of the first breathing / pulse detecting means 4A is lower than the first breathing threshold value P1, the temporary breathing signal is not extracted, and the pulse region signal is The temporary pulse signal is not extracted because it is lower than the one-pulse threshold value P2. On the other hand, the respiration region signal of the detection signal of the second respiration / pulse detection means 4B is higher than the second respiration threshold value P1 at, for example, 0.4 Hz, and a second temporary respiration signal of 0.4 Hz is extracted. The pulse region signal is higher than the second pulse threshold value P2 at 1.2 Hz, for example, and a 1.2 Hz second temporary pulse signal is extracted. Further, the respiratory region signal of the detection signal of the third respiration / pulse detection means 4C (fourth respiration / pulse detection means 4D) is, for example, at 0.4 Hz (0.65 Hz), the third respiration threshold value P1 (fourth respiration). A third temporary respiratory signal (fourth temporary respiratory signal) of 0.4 Hz (0.65 Hz) that is higher than the threshold value P1) is extracted, and the pulse region signal is, for example, the third pulse threshold at 2.0 Hz. A third false pulse signal (fourth temporary pulse signal) of 1.2 Hz that is higher than the value P2 (fourth pulse threshold value P2) is extracted.
この場合、仮呼吸信号に関し、０．４Ｈｚの仮呼吸信号（第２及び第３仮呼吸信号）が二つ、０．６５Ｈｚの仮呼吸信号（第４仮呼吸信号）が一つ抽出されているので、呼吸判定手段３０は、多数決処理によって０．４Ｈｚの仮呼吸信号を実呼吸信号と判定する。また、仮脈拍信号に関し、２．０Ｈｚの仮脈拍信号（第３及び第４仮脈拍信号）が二つ、１．２Ｈｚの仮脈拍信号（第２仮脈拍信号）が一つ抽出されているので、脈拍判定手段４４は、多数決処理によって２．０Ｈｚの仮脈拍信号を実脈拍信号と判定する。
In this case, regarding the temporary breathing signal, two 0.4 Hz temporary breathing signals (second and third temporary breathing signals) and one 0.65 Hz temporary breathing signal (fourth temporary breathing signal) are extracted. Therefore, the
また、この図９の時間ｔ３における第１〜第４呼吸・脈拍検知手段４Ａ〜４Ｄの検知信号を周波数分析すると、例えば図１２に示す通りとなる。この場合、第１呼吸・脈拍検知手段４Ａの検知信号の呼吸領域信号は、第１呼吸しきい値Ｐ１よりも低く、またその脈拍領域信号は、第１脈拍しきい値Ｐ２よりも低く、第１仮呼吸信号及び第１仮脈拍信号が抽出されることはない。一方、第２呼吸・脈拍検知手段４Ｂの検知信号の呼吸領域信号は、例えば０．４Ｈｚにおいて第２呼吸しきい値Ｐ１よりも高く、０．４Ｈｚの第２仮呼吸信号が抽出され、またその脈拍領域信号は、例えば１．２Ｈｚにおいて第２脈拍しきい値Ｐ２よりも高く、１．２Ｈｚの第２仮脈拍信号が抽出される。また第３呼吸・脈拍検知手段４Ｃの検知信号の呼吸領域信号は、第３呼吸しきい値Ｐ１より低く、第３仮呼吸信号が抽出されることはないが、またその脈拍領域信号は、例えば２．０Ｈｚにおいて第３脈拍しきい値Ｐ２よりも高く、２．０Ｈｚの第３仮脈拍信号が抽出される。更に、第４呼吸・脈拍検知手段４Ｄの検知信号の呼吸領域信号は、例えば０．６５Ｈｚにおいて第４呼吸しきい値Ｐ１よりも高く、０．６５Ｈｚの第４仮呼吸信号が抽出されるが、その脈拍領域信号は、第４脈拍しきい値Ｐ２よりも低く、第４仮脈拍信号が抽出されることはない。 Further, when the detection signals of the first to fourth respiration / pulse detection means 4A to 4D at time t3 in FIG. 9 are frequency-analyzed, for example, as shown in FIG. In this case, the breathing region signal of the detection signal of the first breathing / pulse detecting means 4A is lower than the first breathing threshold value P1, and the pulse region signal is lower than the first pulse threshold value P2, One temporary respiratory signal and the first temporary pulse signal are not extracted. On the other hand, the respiration region signal of the detection signal of the second respiration / pulse detection means 4B is higher than the second respiration threshold value P1 at, for example, 0.4 Hz, and a second temporary respiration signal of 0.4 Hz is extracted. The pulse region signal is higher than the second pulse threshold value P2 at 1.2 Hz, for example, and a 1.2 Hz second temporary pulse signal is extracted. In addition, the respiratory region signal of the detection signal of the third respiratory / pulse detecting means 4C is lower than the third respiratory threshold value P1, and the third temporary respiratory signal is not extracted, but the pulse region signal is, for example, A second temporary pulse signal of 2.0 Hz that is higher than the third pulse threshold value P2 at 2.0 Hz is extracted. Furthermore, the respiratory region signal of the detection signal of the fourth respiration / pulse detection means 4D is higher than the fourth respiration threshold value P1 at 0.65 Hz, for example, and the fourth temporary respiration signal of 0.65 Hz is extracted. The pulse region signal is lower than the fourth pulse threshold value P2, and the fourth temporary pulse signal is not extracted.
この場合、仮呼吸信号に関し、０．４Ｈｚの仮呼吸信号（第２仮呼吸信号）が一つ、０．６５Ｈｚの仮呼吸信号（第４仮呼吸信号）が一つ抽出されているので、呼吸判定手段３０は、ピーク値処理によって仮呼吸信号のピーク値（ピーク値振幅）の大きい（具体的には、ピーク値と呼吸しきい値との比を演算してこの演算値が大きい）の０．６５Ｈｚの第４仮呼吸信号を実呼吸信号と判定する。また、仮脈拍信号に関し、１．２Ｈｚの仮脈拍信号（第２仮脈拍信号）が一つ、２．０Ｈｚの仮脈拍信号（第３仮脈拍信号）が一つ抽出されているので、脈拍判定手段４４は、ピーク値処理によって仮脈拍信号のピーク値（ピーク値振幅）の大きい（具体的には、ピーク値と脈拍しきい値との比を演算してこの演算値が大きい）２．０Ｈｚの第３仮脈拍信号を実脈拍信号と判定する。 In this case, regarding the temporary breathing signal, one 0.4 Hz temporary respiratory signal (second temporary respiratory signal) and one 0.65 Hz temporary respiratory signal (fourth temporary respiratory signal) are extracted. The determination means 30 has a peak value (peak value amplitude) of the temporary breathing signal that is large by peak value processing (specifically, a ratio between the peak value and the breathing threshold value is calculated and this calculated value is large). The fourth temporary respiratory signal at 65 Hz is determined as the actual respiratory signal. Further, regarding the temporary pulse signal, one 1.2 Hz temporary pulse signal (second temporary pulse signal) and one 2.0 Hz temporary pulse signal (third temporary pulse signal) are extracted. The means 44 has a peak value (peak value amplitude) of the temporary pulse signal that is large by the peak value processing (specifically, a ratio between the peak value and the pulse threshold value is calculated and this calculated value is large) 2.0 Hz. The third temporary pulse signal is determined as an actual pulse signal.
このように実呼吸信号及び実脈拍信号が記憶された後は、呼吸数演算手段３２は、この実呼吸信号の数に基づいて呼吸数（例えば、一分間当たりの呼吸数）を演算し（ステップＳ８）、例えば測定期間が４０秒間のときに実呼吸信号を１５個検知しているときには呼吸数：２４と演算し、この呼吸数がメモリ手段５２に記憶される。また、脈拍数演算手段４６は、この実脈拍信号の数に基づいて脈拍数（例えば、一分間当たりの脈拍数）を演算し（ステップＳ９）、例えば測定期間が４０秒間のときに実脈拍信号を４０個検知しているときには脈拍数：６０と演算し、この脈拍数がメモリ手段５２に記憶される。そして、演算した呼吸数及び脈拍数が表示装置５８に表示され、このようにして手首Ｑの想定部位に検知器２を装着して呼吸数及び脈拍数を計測することができる。
After the actual breath signal and the actual pulse signal are stored in this way, the respiration rate calculating means 32 calculates the respiration rate (for example, the respiration rate per minute) based on the number of the actual respiration signals (step 1). S8) For example, when 15 actual breathing signals are detected when the measurement period is 40 seconds, the respiration rate is calculated as 24, and this respiration rate is stored in the memory means 52. The pulse rate calculating means 46 calculates the pulse rate (for example, the number of pulses per minute) based on the number of the actual pulse signals (step S9). For example, when the measurement period is 40 seconds, the actual pulse signal is calculated. When 40 are detected, the pulse rate is calculated as 60, and this pulse rate is stored in the memory means 52. Then, the calculated respiratory rate and pulse rate are displayed on the
以上、本発明に従う呼吸及び／又は脈拍測定装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of the respiration and / or pulse measuring device according to this invention was described, this invention is not limited to this Embodiment, Various deformation | transformation thru | or corrections do not deviate from the scope of the present invention. Is possible.
例えば、上述した実施形態では、検知器２からの検知信号を利用してコントローラ２２で呼吸数及び脈拍数を演算するものに適用しているが、このようなものに限定されず、呼吸数又は脈拍数のいずれか一方を演算するものにも同様に適用することができる。例えば呼吸数を測定する測定装置である場合、脈拍領域信号生成手段、脈拍しきい値演算手段、脈拍信号抽出手段、脈拍判定手段及び脈拍演算手段などを省略することができ、また、例えば脈拍数を測定する測定装置である場合、呼吸領域信号生成手段、呼吸しきい値演算手段、呼吸信号抽出手段、呼吸判定手段及び呼吸演算手段などを省略することができる。
For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the
２ 検知器
４Ａ〜４Ｄ 呼吸・脈拍検知手段
２２ コントローラ
２４ 呼吸領域信号生成手段
２６ 呼吸しきい値演算手段
２８ 呼吸信号抽出手段
３０ 呼吸判定手段
３２ 呼吸数演算手段
３８ 脈拍領域信号生成手段
４０ 脈拍しきい値演算手段
４２ 脈拍信号抽出手段
４４ 脈拍判定手段
４６ 脈拍数演算手段
2
Claims (3)
前記コントローラは、呼吸しきい値を演算するための呼吸しきい値演算手段及び／又は脈拍しきい値を演算するための脈拍しきい値演算手段と、前記複数の呼吸・脈拍検知手段の検知信号から前記呼吸しきい値に基づいて仮呼吸信号を抽出するための呼吸信号抽出手段及び／又は前記複数の呼吸・脈拍検知手段の検知信号から前記脈拍しきい値に基づいて仮脈拍信号を抽出するための脈拍信号抽出手段と、前記呼吸信号抽出手段により抽出された前記仮呼吸信号に基づいて実際の呼吸である実呼吸信号と判定するための呼吸判定手段及び／又は前記脈拍信号抽出手段により抽出された前記仮脈拍信号に基づいて実際の脈拍である実脈拍信号と判定するための脈拍判定手段と、前記実呼吸信号に基づいて呼吸数を演算するための呼吸数演算手段及び／又は前記実脈拍信号に基づいて脈拍数を演算するための脈拍数演算手段と、を備えることを特徴とする呼吸及び／又は脈拍測定装置。 A detector having a plurality of respiration / pulse detection means for detecting respiration and / or pulse, and processing a detection signal from the plurality of respiration / pulse detection means as required to respiration rate and / or pulse A respiratory and / or pulse measuring device comprising a controller for calculating a number;
The controller includes a respiratory threshold value calculating means for calculating a respiratory threshold value and / or a pulse threshold value calculating means for calculating a pulse threshold value, and detection signals of the plurality of respiratory / pulse detecting means The temporary pulse signal is extracted based on the pulse threshold value from the respiratory signal extraction means for extracting the temporary respiratory signal based on the respiratory threshold value and / or the detection signals of the plurality of respiratory / pulse detection means. A pulse signal extracting means for detecting the actual breathing signal and / or a pulse signal extracting means for determining an actual breathing signal based on the temporary breathing signal extracted by the breathing signal extracting means. A pulse determining means for determining an actual pulse signal that is an actual pulse based on the provisional pulse signal, and a respiratory rate calculating means for calculating a respiratory rate based on the actual respiratory signal Beauty / or the respiratory and / or pulse measuring device and pulse rate calculating means for calculating a pulse rate based on the actual pulse signal, characterized in that it comprises for.
Each of the plurality of breathing / pulse detecting means includes a photo interrupter including a light emitting element that emits infrared rays toward a measurement site and a light receiving element that receives reflected infrared rays from the measurement site, and a light reception signal from the photo interrupter. The respiration and / or 2 according to claim 1 or 2, further comprising: a low-frequency removing means for removing a low-frequency component, wherein the detection signal from which the low-frequency component has been removed is sent to the controller. Pulse measuring device.
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